内容正文:
2027年高考物理一轮命题点梳理与真题实战
命题点01 描述运动的物理量 1
一、质点 1
二、参考系与坐标系 1
三、时刻与时间间隔 1
四、路程和位移 1
五、速度与速率 1
六、加速度 2
命题点02 匀变速直线运动的规律 3
一、匀变速直线运动 3
二、匀变速运动的推论 4
三、初速速为零的匀加速直线运动规律 4
四、求解运动学的基本思路 4
五、解决匀变速直线运动的六种思想方法 5
六、解题规范 5
七、求解多过程问题的基本思路 5
八、直线运动的图像 5
九、图像问题的解题思路 6
十、非常规图像题的解法 6
命题点03 匀变速直线运动的实例 7
一、自由落体 7
二、竖直上抛运动 8
三、竖直上抛运动的两种研究方法 8
四、追及问题 8
【真题实战】 9
【运动的描述】(1T-15T) 9
【匀变速直线运动的规律】(16T-40T) 14
【运动图像】(41T-55T) 24
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第02讲 直线运动
命题点01 描述运动的物理量
一、质点
1.定义:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点.
2.条件:物体的大小和形状对研究物体的运动无影响或影响很小时可以忽略时,该物体可以看成质点
【技巧点拨】质点是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据.
二、参考系与坐标系
1.参考系:为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),
【技巧点拨】对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.坐标系:用来精确描述物体位置及位置变化.
三、时刻与时间间隔
1.时刻:指某一瞬间,在时间轴上用一点表示.
2.时间间隔:两个时刻间的间隔,简称时间,在时间轴上用一段表示.
四、路程和位移
1. 路程:是物体实际运动轨迹的长度,是标量.
2. 位移:描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.
【技巧点拨】路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.
【技巧点拨】位移与路程的辨析
位移
路程
决定因素
由始、末位置决定
由实际的运动轨迹决定
大小
始、末位置间的线段长度
实际轨迹长度
方向
由始位置指向末位置
无
运算规则
矢量的三角形定则或平行四边形定则
代数运算
大小关系
位移大小≤路程
五、速度与速率
1.平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即,平均速度是对变速运动的粗略描述.
【技巧点拨】平均速度的两个求解公式:
①=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.
②=只适用于匀变速直线运动.
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
【技巧点拨】用极限法求瞬时速度:
①由瞬时速度定义可知物体在某一时刻(t=0)或某一位置(x=0)均无法用速度公式求解。
②通过替代法进行转化,由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
【技巧点拨】平均速度与瞬时速度的辨析
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值
物体在某一时刻或经过某一位置时的速度
定义式
v=(x为位移)
v=(Δt趋于零)
物理意义
粗略描述物体在某段时间或某段位移内的运动快慢
精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
矢量性
矢量,平均速度方向与物体位移方向相同
矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方向
联系
瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度,公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度.
实际应用
物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门的平均速度视为瞬时速度
3.速率:瞬时速度的大小叫瞬时速率,通常简称为速率,速率只有大小,没有方向,是标量.
【技巧点拨】
①初中所学“物体在某段时间内通过的路程和所用时间的比值”叫做这段时间内的平均速率
②在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.
六、加速度
1.物理意义:加速度描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率.
2.定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示. .
【技巧点拨】加速的两个计算式
1. 加速度的定义式:a=,
2. 加速度的决定式:a=,即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定,加速度的方向由合力的方向决定.
3.方向:与速度变化Δv的方向一致,由合外力方向决定.但不一定与v的方向一致.
【技巧点拨】加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.
【技巧点拨】速度、速度变化量、加速度的辨析
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度(速度变化量)a
物理意义
表示运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢和方向
公式
v=
Δv=v-v0
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
决定因素
位移、时间
初、末速度
初速度、末速度、时间
方向
位移方向、运动方向
速度变化量的Δv方向
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
【技巧点拨】加速度的大小与方向作用
命题点02 匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动
1.定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
2.特点:加速度不变,v-t图线是一条倾斜的直线
3.分类:匀加速直线运动;匀减速直线运动。
【技巧点拨】匀加速还是匀减速不能简单的看a的正负,而看a与v的方向关系(同号或异号);若a与v同号,则做加速运动,若a与v异号,则做减速运动。
4.公式:
①速度时间关系:
②位移时间关系:
③速度位移关系:
【技巧点拨】以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
二、匀变速运动的推论
1.匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即
【技巧点拨】不相邻相等的时间间隔T内的位移差xm-xn=(m-n)aT2.
2.匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:
三、初速速为零的匀加速直线运动规律
1.在1s末、2s末、3s末、4s末……n s末的速度比为1:2:3……:n
2.在1s内、2s内、3s内、4s内……n s内的位移比为12:22:32……:n2
3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第n s内的位移比为1:3:5……:(2n-1)
4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为
5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为
【技巧点拨】匀减速直线运动到停止可等效为反方向初速度为零的匀加速直线运动。
四、求解运动学的基本思路
画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程并讨论
【技巧点拨】
1.正方向的选取:一般取初速度v0的方向为正方向,若v0=0则一般取加速度a的方向为正方向。
2.如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
3.对于刹车类问题:
①题目中所给的加速度往往以大小表示,解题中取运动方向为正方向时,加速度应为负值。
②求解此类问题应先判断车停下所用的时间,判断题中所给时间是否超出停止时间,再选择合适的公式求解.
③如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运动
五、解决匀变速直线运动的六种思想方法
1.基本公式法:描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式()求出其他物理量。
2.平均速度法:适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题
3.比例法:对于初速速为零的匀加速直线运动,可利用其规律比例解题
4.逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动,并结合比例法求解
5.推论法:利用匀变速直线运动的推论或,解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题(如纸带类问题求加速度)
6.图像法:利用v-t图像解决问题
六、解题规范
1.必要的文字说明:指明研究对象、研究过程 、所用规律定理,新出现的字母代表的含义。
2.必要的方程:必须是原型公式(不变性);不用连等式,每条式子分布列,末尾加上编号①②③……;方程中出现的字母符号需与题干中保持一致。
3.合理的运算:方程列完后联立方程导入数据得,不用写出具体得运算过程;结果为数字时带单位;结果中由字母,则无需单位,同时通常π、g等常量未指明也不要导入;多个解需要讨论说明或取舍。
七、求解多过程问题的基本思路
如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
画各个阶段分析图明确各阶段运动性质找出已知量、待解量、中间量
各阶段选公式列方程找出各阶段关联量列方程
八、直线运动的图像
1.位移图像(x-t图像):
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
2.速度图像(v-t图像):
①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
【技巧点拨】t轴上方的“面积”表示位移沿正方向,t轴下方的“面积”表示位移沿负方向,如果上方与下方的“面积”大小相等,说明物体恰好回到出发点.
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
【技巧点拨】斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率为正表示加速度沿规定的正方向,但物体不一定做加速运动;斜率为负,则加速度沿负方向,物体不一定做减速运动.
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
九、图像问题的解题思路
一看
坐标轴
①确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位
②注意纵、横坐标是否从零刻度开始
二看
截距、
斜率、面积
图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况
斜率通常能够体现某个物理量(如v-t图像的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况
最常见的是v-t图像中面积表示位移大小,要注意时间轴下方的面积表示位移为负,说明这段位移方向与正方向相反
三看
交点、
转折点、
渐近线
交点往往是解决问题的切入点,注意交点表示物理量相等,不一定代表物体相遇
转折点表示物理量发生突变,满足不同的函数关系式,如v-t图像中速度由增变减,表明加速度突然反向
利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势
【技巧点拨】
①无论x-t图像、v-t图像是直线还是曲线,所描述的运动都是直线运动,图像的形状反映了x与t、v与t的函数关系,而不是物体运动的轨迹.
②x-t图像中两图线的交点表示两物体相遇,v-t图像中两图线的交点表示该时刻两物体的速度相等,并非相遇.
十、非常规图像题的解法
1.基本思路:对于非常规图像(非x-t、v-t图),基本思路是结合图像横纵坐标,由运动学公式,推导出横纵坐标之间的函数关系表达式,进而结合函数表达式分析斜率、截距及面积的含义.
2.典型问题
①a-t图像:由Δv=aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量.
②a-x图像:由v2-v02=2ax可得ax=,可知图像中图线与横轴所围面积表示速度平方变化量的一半.
③-t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k为a.
④-图像:由x=v0t+at2可得=v0·+a,纵截距表示加速度一半,斜率表示初速度v0.
⑤v2-x图像:由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,截距b为v02,图像斜率k为2a.
⑥-x图像:由t=可知图像中图线与横轴所围面积表示运动时间t.
命题点03 匀变速直线运动的实例
一、自由落体
1.条件:初速度为零,只受重力作用.
2.性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,.
3.公式:
①速度时间关系: ②位移时间关系: ③速度位移关系:
二、竖直上抛运动
1.条件:只受重力作用下,以一定初速度上抛.
2.性质:取向上为正方向,是一种匀变速直线运动, .
3.公式:
①速度时间关系:
②位移时间关系:
③速度位移关系:
【技巧点拨 】竖直上抛运动的两个特点
对称性
①速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向
②时间对称:上升和下降过程经过同一段高度所用的时间相等
多解性
当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,形成多解,在解决问题时要注意这个特性
三、竖直上抛运动的两种研究方法
1.分段法:将全程分为两个阶段求解,上升过程为a=-g匀减速直线运动,下落过程为自由落体.
2.全程法:将全过程视为初速度为v0、加速度a=-g的匀变速直线运动.
【技巧点拨 】用此方法解题,必须注意物理量的矢量性,习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方.
四、追及问题
1.基本物理模型:以甲车追乙车为例.
①无论v甲增大、减小或不变,只要v甲<v乙,甲、乙的距离不断增大.
②若v甲=v乙,甲、乙的距离保持不变,此时甲、乙之间的距离具有最大值或最小值.
③无论v甲增大、减小或不变,只要v甲>v乙,甲、乙的距离不断减小.
2.基本思路:分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置
3.解题关键:画出运动过程草图,列出两物体的位移关系(隐含时间等量关系)。
4.临界问题关键:速度相等.它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点
5.常用方法:
①物理方法:通过画出两物体运动过程草图,利用“时间等量关系”与“位移+距离等量关系”分析。
初始距离为x0,若两物体速度相等时,x甲≥x乙+x0,则能追上,临界条件为等于,表示恰好追上。若x甲<x乙+x0,则追不上,
②数学方法:根据“时间等量关系”设时间t,由位移关系x甲=x乙+x0,,由运动学公式列出位移与时间t的二次函数关系,利用二次函数的求根公式判别是否能追上。
Ⅰ、若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次(追上后被反超);
Ⅱ、若Δ=0,一个解,说明刚好追上或相遇;
Ⅲ、若Δ<0,无解,说明追不上或不能相遇.
当t=-时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值.
③图像法:在同一坐标系中画出两物体的运动图像.位移-时间图像的交点表示相遇,分析速度-时间图像时,应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系
6.常见追及情景
①速度小者追速度大者:当二者速度相等时,二者距离最大.
②速度大者追速度小者(避免碰撞类问题):二者速度相等是判断是否追上的临界条件,若此时追不上,二者之间的距离有最小值.
【技巧点拨】若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经停止运动.
【真题实战】
【运动的描述】(1T-15T)
1.(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】根据题意,设运动过程中最大速度为,则有,代入数据解得
根据题意可知,加速过程或减速过程的最大时间均小于总时间,则有,解得加速过程或减速过程的最小加速度。综上所述,该球员某时刻的速度不可能为,加速度大小不可能为。所以根据题意和选项速度和加速度大小可能是,。故选A。
2.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约,起点到终点的直线距离约。此过程( )
A.该车的路程约为
B.该车的位移大小约为7500 km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
【答案】D
【详解】AB.路程是物体运动轨迹的长度,位移是初位置到末位置的有向线段大小。本题中总里程是路程,起点终点的直线距离是位移大小,故AB错误;
C.汽车速度计显示的是某一时刻的瞬时速度,不是平均速度,故C错误;
D.研究该车的运动轨迹时,汽车自身的大小、形状相对于数千公里的运动路径可以忽略,因此可以将汽车视为质点,故D正确。故选D。
3.(2026·四川·高考真题)小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A.乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直
B.乙观测到小球的加速度为零
C.甲抛球方向与小车前进方向相同
D.小球相对地面的初速度不为零
【答案】A
【详解】B.根据题意可知,小球抛出后受重力作用,加速度为重力加速度,方向竖直向下,故B错误;
ACD.由于乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地,可知,小球相对地面做自由落体运动,乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直,则小球相对地面的初速度为零,即甲抛球方向与小车前进方向相反,相对小车的速度大小与小车运动的速度大小相等,故A正确,CD错误。故选A。
4.(2026·河北·高考真题)某同学健身时,哑铃被举高后再回到原位置,如图所示。如此重复10次,哑铃的位移大小为( )
A.0 B. C. D.
【答案】A
【详解】位移是描述物体位置变化的物理量,位移的大小等于初位置到末位置的有向线段长度,和运动过程的路径无关。 本题中,哑铃每次运动都从原位置出发,举高后回到原位置,重复10次后,哑铃的末位置与初始位置重合,初末位置的距离为0,因此位移大小为0。故选A。
5.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A.位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
【答案】A
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段,仅由初、末位置决定,两种运输方式的初位置都是P、末位置都是Q,故位移一定相同,A正确;B.路程是物体运动轨迹的长度,无人机和货车的行驶路径不同,运动轨迹长度不一定相等,故路程不一定相同,B错误;C.运动时间由运动路程和运行速率共同决定,两者的路程、运行速率均无确定关系,故时间不一定相同,C错误;D.平均速度的定义为,两者位移相同,但运动时间不一定相同,故平均速度不一定相同,D错误。故选A。
6.(2026·云南·高考真题)云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升,用时,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为( )
A.,超重 B.,超重 C.,失重 D.,失重
【答案】A
【详解】平均速度计算:根据平均速度定义式,代入位移、时间,可得。超重失重判断:电梯向上加速时加速度竖直向上,乘客处于超重状态。故选A。
7.(2026·浙江·高考真题)下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【答案】A
【详解】A.研究“四川舰”的航行路径时,“四川舰”的体积和形状可以忽略,故“四川舰”可以看成质点,故A正确;B.研究“歼-35”战斗机的飞行姿态时,“歼-35”战斗机的体积和形状不可以忽略,故“歼-35”战斗机不可以看成质点,故B错误;C.研究“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式时,“神舟二十二号”的体积和形状不可以忽略,故“神舟二十二号”不可以看成质点,故C错误;D.研究“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程时,“蛟龙号”的体积和形状不可以忽略,故“蛟龙号”不可以看成质点,故D错误。故选A。
8.(2025·浙江·高考真题)2025年4月30日,“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.随着返回舱不断靠近地面,地球对其引力逐渐减小
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
【答案】A
【详解】A.当物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略时可将其视为质点,研究返回舱的运行轨迹时,其尺寸远小于轨迹长度,形状和结构不影响轨迹分析,可将其视为质点,故A正确;B.地球对返回舱的引力由公式 决定,其中为返回舱到地心的距离,返回舱靠近地面时,减小,引力增大,故B错误;C.反推发动机点火减速时,返回舱的加速度方向向上。根据牛顿第二定律,宇航员受到的支持力大于重力,处于超重状态,而非失重状态,故C错误;D.平均速度的定义是位移与时间的比值,而轨迹长度为路程,轨迹长度与时间的比值是平均速率,而非平均速度的大小,故D错误。故选A。
9.(2025·四川·高考真题)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到,返回舱从高度3090m下降到高度2010m,用时约130s。这段时间内,返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为( )
A.8.3m/s B.15.5m/s C.23.8m/s D.39.2m/s
【答案】A
【详解】返回舱下降的位移为Δh = 1080m,则返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为。故选A。
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A.该过程位移为0 B.该过程路程为0
C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同
【答案】A
【详解】A.笔尖由a点经b点回到a点过程,初位置和末位置相同,位移为零,故A正确;B.笔尖由a点经b点回到a点过程,轨迹长度不为零,则路程不为零,故B错误;C.两次过a点时轨迹的切线方向不同,则速度方向不同,故C错误;D.摩擦力方向与笔尖的速度方向相反,则两次过a点时摩擦力方向不同,故D错误。故选A 。
11.(2025·浙江·高考真题)我国水下敷缆机器人如图所示,具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( )
A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态
C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作
【答案】C
【详解】操控机器人进行挖沟作业、监测机器人搜寻时的转弯姿态、测试机器人敷埋作业时的机械臂动作均不能忽略机器人的大小和形状,需要关注机器人本身的变化情况,因此不可以看作质点,定位机器人在敷埋线路上的位置时可以忽略机器人的大小和形状,可以视为质点。故选C。
12.(2024·浙江·高考真题)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
【答案】A
【详解】A.位移既有大小又有方向,且运算法则为平行四边形法则,是矢量,故A正确;BD.时间和热量均只有大小没有方向,是标量,故BD错误;C.电流运算法则是算术法则,是标量,故C错误。故选A。
13.(2024·江西·高考真题)一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x = 1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6m B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5m D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
【答案】C
【详解】BD.速度是描述物体运动快慢的物理量,即物体的空间位置随时间变化的快慢,故BD错误;
AC.根据速度的定义式,由物体位置随时间的关系x = 1+2t+3t2,可知开始时物体的位置x0 = 1m,1s时物体的位置x1 = 6m,则1s内物体的位移为Δx = x1-x0 = 5m,故A错误,C正确。故选C。
14.(2024·吉林·高考真题)2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A.质量 B.速率 C.动量 D.动能
【答案】C
【详解】矢量是既有大小,又有方向的物理量,所以动量是矢量,而质量、速率、动能只有大小没有方向,是标量。故选C。
15.(2024·浙江·高考真题)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员的入水动作 B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度 D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
【答案】C
【详解】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。故选C。
【匀变速直线运动的规律】(16T-40T)
16.(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】根据题意,设运动过程中最大速度为,则有,代入数据解得,根据题意可知,加速过程或减速过程的最大时间均小于总时间,则有,解得加速过程或减速过程的最小加速度,综上所述,该球员某时刻的速度不可能为,加速度大小不可能为。所以根据题意和选项速度和加速度大小可能是,。故选A。
17.(2026·四川·高考真题)小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A.乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直 B.乙观测到小球的加速度为零
C.甲抛球方向与小车前进方向相同 D.小球相对地面的初速度不为零
【答案】A
【详解】B.根据题意可知,小球抛出后受重力作用,加速度为重力加速度,方向竖直向下,故B错误;
ACD.由于乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地,可知,小球相对地面做自由落体运动,乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直,则小球相对地面的初速度为零,即甲抛球方向与小车前进方向相反,相对小车的速度大小与小车运动的速度大小相等,故A正确,CD错误。故选A。
18.(2026·贵州·高考真题)某同学乘坐列车时,在自己的座位上利用车厢内信息屏和手机秒表估算隧道长度。该同学进隧道时速度为,出隧道时速度为,总用时。若列车在隧道中做匀减速直线运动,则该隧道长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】列车在隧道内做匀减速直线运动,匀变速直线运动的平均速度满足,位移等于平均速度乘以运动时间,即,代入已知条件、、,计算得,故选C。
19.(2026·河南·高考真题)(多选)智能飞行器飞行表演中,两飞行器M、N位于同一高度,沿同一直线同向匀速飞行。依据表演要求,M保持飞行速度不变,N先匀加速后匀减速调整与M的间距,20 s以内完成调整。从开始调整时计时,N传回的数据如表所示,则调整过程中( )
时间
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
间距
281
294
297
290
273
248
227
212
203
200
200
A.10 s末N的速度达到最大值
B.7 s末N与M的间距为281.5 m
C.N加速阶段的加速度大小为
D.N与M的相对速度的最大值为
【答案】CD
【详解】ACD.以M飞行器为参考系,分别求出N在相邻2s内相对M的位移如表
时间区间
0-2s
2-4s
4-6s
6-8s
8-10s
10-12s
12-14s
14-16s
16-18s
18-20s
相对位移
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
13m
3m
-7m
-17m
-25m
-21m
-15m
-9m
-3m
0
由于,,
故内N做匀加速直线运动,同理内N以另一加速度做匀减速直线运动,8s至10s内的某时刻,N匀加速运动结束开始做匀减速,所以内的某时刻,N的速度达到最大值,设加速阶段的加速度为,则由,可得
设减速阶段的加速度为,则由,解得
以M飞行器为参考系,N在第6s时的速度
第12s时的速度,则由,解得
即第9s时N的速度最大,N相对于M的速度最大值为,故A错误,CD正确;
B.7s末时N与M的间距为,故B错误。故选CD。
20.(2026·四川·高考真题)某款国产民用无人机已实现全自动作业。如图所示,无人机完成某次任务后开始返航,此时所在位置与降落点的水平距离为120 m,竖直距离为90 m。无人机先以10 m/s的速度沿水平直线飞行至与降落点水平距离50 m处,然后沿原运动方向做匀减速直线运动至降落点正上方,随后用时33 s竖直下降至降落点,返航结束。求:
(1)无人机沿水平方向做匀减速直线运动的加速度大小。
(2)无人机从开始返航到返航结束的位移大小和平均速度大小。
【答案】(1)1m/s2 (2)150m,3m/s
【详解】(1)根据匀变速直线运动公式,代入数据有,可得匀减速直线运动的加速度大小为
(2)无人机从开始返航到返航结束的位移大小
无人机匀速时需要的时间为
匀减速阶段的时间为
由于竖直方向运动时间为,所以全程的平均速度为
21.(2025·全国卷·高考真题)我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A.0.1m/s2 B.0.5m/s2 C.1.0m/s2 D.1.5m/s2
【答案】B
【详解】根据速度位移关系,其中,,代入数据可得减速运动中其加速度的大小,故选B。
22.(2025·重庆·高考真题)“魔幻”重庆的立体交通层叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点,则( )
A.汽车到O点时,列车行驶距离为s B.汽车到O点时,列车行驶距离为
C.汽车在OP段向心加速度大小为 D.汽车在OP段向心加速度大小为
【答案】B
【详解】AB.对汽车,根据速度位移关系,可得匀减速运动的加速度大小
汽车做减速运动的时间,这段时间列车行驶距离为,B正确,A错误;CD.根据,可得汽车在OP段向心加速度大小为,CD错误。故选B。
23.(2025·安徽·高考真题)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,设匀加速直线运动时间为,匀速运动的速度为,匀加速直线运动阶段,由位移公式,根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,则匀速直线运动阶段有,联立解得,再根据,解得,BCD错误,A正确。故选A。
24.(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据运动学公式,代入数值解得,故加速度大小为。故选C。
25.(2025·广西·高考真题)某乘客乘坐的动车进站时,动车速度从36km/h减小为0,此过程可视为匀减速直线运动,期间该乘客的脉搏跳动了70次。已知他的脉搏跳动每分钟约为60次,则此过程动车行驶距离约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】火车运动的时间为,火车共行驶的距离,故选B。
26.(2025·福建·高考真题)在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动, 段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在
(1)段的平均速度大小;
(2)段的加速度大小;
(3)段的位移大小。
【答案】(1) (2) (3)4.2m
【详解】(1)段内的平均速度
(2)段内的加速度
(3)段内的位移
27.(2024·海南·高考真题)商场自动感应门如图所示,人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移,经4s恰好完全打开,两扇门移动距离均为2m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设门的最大速度为,根据匀变速直线运动的规律可知加速过程和减速过程的平均速度均为,且时间相等,均为2s,根据,可得,则加速度,故选C。
28.(2024·北京·高考真题)一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,汽车的制动距离为( )
A.5m B.10m C.20m D.30m
【答案】B
【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动,则有,故选B。
29.(2024·广西·高考真题)让质量为的石块从足够高处自由下落,在下落的第末速度大小为,再将和质量为的石块绑为一个整体,使从原高度自由下落,在下落的第末速度大小为,g取,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】重物自由下落做自由落体运动,与质量无关,则下落1s后速度为
故选B。
30.(2024·山东·高考真题)如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】木板在斜面上运动时,木板的加速度不变,设加速度为,木板从静止释放到下端到达A点的过程,根据运动学公式有;木板从静止释放到上端到达A点的过程,当木板长度为L时,有
当木板长度为时,有,又,,联立解得,故选A。
31.(2024·广西·高考真题)如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时。求该同学
(1)滑行的加速度大小;
(2)最远能经过几号锥筒。
【答案】(1);(2)4
【详解】(1)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知在1、2间中间时刻的速度为,2、3间中间时刻的速度为,故可得加速度大小为
(2)设到达1号锥筒时的速度为,根据匀变速直线运动规律得,代入数值解得
从1号开始到停止时通过的位移大小为,故可知最远能经过4号锥筒。
32.(2024·全国甲卷·高考真题)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
【答案】(1)20m/s;(2)680m
【详解】(1)根据匀变速运动速度公式,可得救护车匀速运动时的速度大小
(2)救护车加速运动过程中的位移,设在时刻停止鸣笛,根据题意可得,停止鸣笛时救护车距出发处的距离,代入数据联立解得
33.(2023·山东·高考真题)如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A.3m/s B.2m/s C.1m/s D.0.5m/s
【答案】C
【详解】由题知,电动公交车做匀减速直线运动,且设RS间的距离为x,则根据题意有,,联立解得t2= 4t1,vT = vR-10;再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有vT = vR-a∙5t1,则at1= 2m/s,其中还有,解得,联立解得。故选C。
34.(2023·上海·高考真题)炮管发射数百次炮弹后报废,炮弹飞出速度为1000m/s,则炮管报废前炮弹在炮管中运动的总时长约为( )
A.5秒 B.5分钟 C.5小时 D.5天
【答案】A
【详解】设炮管的长度为10m,且炮弹在炮管中做匀变速运动,则有,解得t = 0.02s
由题知炮管发射数百次炮弹后报废,则则炮管报废前炮弹在炮管中运动的总时长约为5s。故选A。
35.(2022·湖北·高考真题)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h,高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A.6小时25分钟 B.6小时30分钟
C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
【答案】B
【详解】108 km/h=30m/s,324 km/h=90m/s
由于中间4个站均匀分布,因此节省的时间相当于在任意相邻两站间节省的时间的5倍为总的节省时间,相邻两站间的距离
普通列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间
同理高铁列车加速时间
加速过程的位移
根据对称性可知加速与减速位移相等,可得匀速运动的时间
相邻两站间节省的时间
因此总的节省时间。故选B。
36.(2022·全国甲卷·高考真题)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0),则列车进隧道前必须减速到v,则有v = v0 - 2at1,解得
在隧道内匀速有
列车尾部出隧道后立即加速到v0,有v0 = v + at3,解得
则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为。故选C。
37.(2021·湖北·高考真题)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为( )
A.0.2 s B.0.4s C.1.0 s D.1.4s
【答案】B
【详解】陈芋汐下落的整个过程所用的时间为1.4s
下落前5 m的过程所用的时间为
则陈芋汐用于姿态调整的时间约为。故选B。
38.(2021·河北·高考真题)铯原子钟是精确的计时仪器,图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面所用时间为;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为,O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为,重力加速度取,则为( )
A.100∶1 B.1∶100 C.1∶200 D.200∶1
【答案】C
【详解】铯原子做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,即,解得
铯原子做竖直上抛运动,抛至最高点用时,逆过程可视为自由落体,即,解得,则。故选C。
39.(2019·海南·高考真题)汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶.前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为( )
A.10m B.20m C.25m D.50m
【答案】C
【详解】汽车做匀减速运动,根据v02=2ax解得,故选C。
40.(2019·全国I卷·高考真题)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动,根据初速度为零匀加速运动,连续相等的相邻位移内时间之比等于
可知,即。故选C。
【运动图像】(41T-56T)
41.(2026·山东·高考真题)如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标为树木序号,纵坐标为对应树木出现的时刻,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.内做加速运动 B.内做减速运动
C.内的路程小于内的路程 D.内的路程大于内的路程
【答案】B
【详解】树木是等间距的,故图像可类比图像
AB.根据可知,图像斜率的倒数表示速度,由图知时间内斜率增大,则速度减小,做减速运动,故A错误,B正确;C.由图可知内的路程为4d,大于内的路程3d,故C错误;D.内的路程3d,等于内的路程3d,故D错误。故选B。
42.(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
【答案】B
【详解】根据加速度的定义式,故选B。
43.(2025·贵州·高考真题)为测试人形机器人的稳定性和灵活性,让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”,如图(a)所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图(b)所示,设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据图像可知,内的位移为,速度为
内的位移为,速度为,所以。故选D。
44.(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动 B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同 D.汽车在和时间内的速度方向相反
【答案】A
【详解】A.由图可知图像的斜率表示加速度,时间内加速度为负且恒定,速度为正,加速度方向与速度方向相反,故时,汽车做匀减速直线运动,故A正确;B.内,汽车做匀速直线运动,故B错误;C.内加速度为负,内加速度为正,故和内,汽车加速度方向相反,故C错误;D.和内,汽车速度方向相同,均为正,故D错误。故选A。
45.(2024·重庆·高考真题)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,滑上平滑连接(没有能量损失,速度大小不变)的倾斜雪道,在倾斜雪道上做匀减速直线运动。故选C。
46.(2024·甘肃·高考真题)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示,此两站间的距离约为( )
A.980m B.1230m C.1430m D.1880m
【答案】C
【详解】图像中图线与横轴围成的面积表示位移,故可得。故选C。
47.(2024·河北·高考真题)篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】A
【详解】由图像可知,图像第四象限表示向下运动,速度为负值。当向下运动到速度最大时篮球与地面接触,运动发生突变,速度方向变为向上并做匀减速运动。故第一次反弹后上升至a点,此时速度第一次向上减为零,到达离地面最远的位置。故四个点中篮球位置最高的是a点。故选A。
48.(2024·新疆河南·高考真题)一质点做直线运动,下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】AB.物体做直线运动,位移与时间成函数关系,AB选项中一个时间对应2个以上的位移,故不可能,故AB错误;CD.同理D选项中一个时间对应2个速度,只有C选项速度与时间是成函数关系,故C正确,D错误。故选C。
49.(2024·福建·高考真题)某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试,某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线,内图线为曲线,则该车( )
A.在的平均速度为 B.在做匀减速直线运动
C.在内的位移比在内的大 D.在的加速度大小比的小
【答案】D
【详解】A.根据图像可知,在内汽车做匀加速直线运动,3s末时速度大于30m/s,则平均速度,故A错误;B.根据图像可知,在内速度一时间图像为曲线,汽车做非匀变速运动,在内图像为倾斜的直线,汽车做匀减速直线运动,故B错误;C.根据图像与横轴围成的面积表示位移大小,在图中做一条辅助线,如图所示:
可得在汽车的位移大小为,在汽车的位移大小,可知的位移比的小,故C错误。
D.根据图像的斜率绝对值表示加速度大小,由C选项中图可知,辅助线的加速度大小与在的加速度大小相等,在的汽车加速度大于辅助线的加速度大小,则在的加速度大小比的小,故D正确。故选D。
50.(2023·广东·高考真题)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.铯原子团仅在重力的作用,加速度g竖直向下,大小恒定,在图像中,斜率为加速度,故斜率不变,所以图像应该是一条倾斜的直线,故选项AB错误;CD.因为加速度恒定,且方向竖直向下,故为负值,故选项C错误,选项D正确。故选D。
51.(2023·江苏·高考真题)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯加速上升的时段是( )
A.从20.0s到30.0s B.从30.0s到40.0s
C.从40.0s到50.0s D.从50.0s到60.0s
【答案】A
【详解】因电梯上升,由速度图像可知,电梯加速上升的时间段为20.0s到30.0s。故选A。
52.(2023·全国甲卷·高考真题)一小车沿直线运动,从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻,此后做匀减速运动,到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】x—t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0—t1图像斜率变大,t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止图像的斜率变为零。故选D。
53.(2022·上海·高考真题)两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vI和vII,加速度分别为aI和aII。则( )
A.vI>vII,aI>aII B.vI>vII,aI<aII
C.vI<vII,aI>aII D.vI<vII,aI<aII
【答案】A
【详解】根据位移图线切线的斜率表示瞬时速度可知,在t0时刻,图像I对应的速度大于图像II对应的速度,即vI>vII;根据题述它们的位移x与时间t的图像均为抛物线,可知两质点均做初速度为零的匀加速直线运动,由v=at,可知,图像I对应的加速度大于图像II对应的加速度,即aI>aII。故选A。
54.(2022·河北·高考真题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.时间内,训练后运动员的平均速度小
D.时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
【答案】D
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,由题图可知时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,故A错误;B.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B错误;C.根据图像围成的面积表示位移,由题图可知时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C错误;D.根据图像可直接判断知,时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;时刻后,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D正确。故选D。
55.(2021·辽宁·高考真题)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】图象斜率的物理意义是速度,在时间内,图象斜率增大,汽车的速度增大;在时间内,图象斜率不变,汽车的速度不变;在时间内,图象的斜率减小,汽车做减速运动,综上所述可知A中图象可能正确。故选A。
为则易 第 行则至
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$2027年高考物理一轮命题点梳理与真题实战
命题点01 描述运动的物理量 1
一、质点 1
二、参考系与坐标系 1
三、时刻与时间间隔 1
四、路程和位移 1
五、速度与速率 1
六、加速度 2
命题点02 匀变速直线运动的规律 3
一、匀变速直线运动 3
二、匀变速运动的推论 4
三、初速速为零的匀加速直线运动规律 4
四、求解运动学的基本思路 4
五、解决匀变速直线运动的六种思想方法 5
六、解题规范 5
七、求解多过程问题的基本思路 5
八、直线运动的图像 5
九、图像问题的解题思路 6
十、非常规图像题的解法 6
命题点03 匀变速直线运动的实例 7
一、自由落体 7
二、竖直上抛运动 8
三、竖直上抛运动的两种研究方法 8
四、追及问题 8
【真题实战】 9
【运动的描述】(1T-15T) 9
【匀变速直线运动的规律】(16T-40T) 12
【运动图像】(41T-55T) 18
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第02讲 直线运动
命题点01 描述运动的物理量
一、质点
1.定义:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点.
2.条件:物体的大小和形状对研究物体的运动无影响或影响很小时可以忽略时,该物体可以看成质点
【技巧点拨】质点是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据.
二、参考系与坐标系
1.参考系:为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),
【技巧点拨】对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.坐标系:用来精确描述物体位置及位置变化.
三、时刻与时间间隔
1.时刻:指某一瞬间,在时间轴上用一点表示.
2.时间间隔:两个时刻间的间隔,简称时间,在时间轴上用一段表示.
四、路程和位移
1. 路程:是物体实际运动轨迹的长度,是标量.
2. 位移:描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.
【技巧点拨】路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.
【技巧点拨】位移与路程的辨析
位移
路程
决定因素
由始、末位置决定
由实际的运动轨迹决定
大小
始、末位置间的线段长度
实际轨迹长度
方向
由始位置指向末位置
无
运算规则
矢量的三角形定则或平行四边形定则
代数运算
大小关系
位移大小≤路程
五、速度与速率
1.平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即,平均速度是对变速运动的粗略描述.
【技巧点拨】平均速度的两个求解公式:
①=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.
②=只适用于匀变速直线运动.
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
【技巧点拨】用极限法求瞬时速度:
①由瞬时速度定义可知物体在某一时刻(t=0)或某一位置(x=0)均无法用速度公式求解。
②通过替代法进行转化,由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
【技巧点拨】平均速度与瞬时速度的辨析
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值
物体在某一时刻或经过某一位置时的速度
定义式
v=(x为位移)
v=(Δt趋于零)
物理意义
粗略描述物体在某段时间或某段位移内的运动快慢
精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
矢量性
矢量,平均速度方向与物体位移方向相同
矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方向
联系
瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度,公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度.
实际应用
物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门的平均速度视为瞬时速度
3.速率:瞬时速度的大小叫瞬时速率,通常简称为速率,速率只有大小,没有方向,是标量.
【技巧点拨】
①初中所学“物体在某段时间内通过的路程和所用时间的比值”叫做这段时间内的平均速率
②在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.
六、加速度
1.物理意义:加速度描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率.
2.定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示. .
【技巧点拨】加速的两个计算式
1. 加速度的定义式:a=,
2. 加速度的决定式:a=,即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定,加速度的方向由合力的方向决定.
3.方向:与速度变化Δv的方向一致,由合外力方向决定.但不一定与v的方向一致.
【技巧点拨】加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.
【技巧点拨】速度、速度变化量、加速度的辨析
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度(速度变化量)a
物理意义
表示运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢和方向
公式
v=
Δv=v-v0
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
决定因素
位移、时间
初、末速度
初速度、末速度、时间
方向
位移方向、运动方向
速度变化量的Δv方向
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
【技巧点拨】加速度的大小与方向作用
命题点02 匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动
1.定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
2.特点:加速度不变,v-t图线是一条倾斜的直线
3.分类:匀加速直线运动;匀减速直线运动。
【技巧点拨】匀加速还是匀减速不能简单的看a的正负,而看a与v的方向关系(同号或异号);若a与v同号,则做加速运动,若a与v异号,则做减速运动。
4.公式:
①速度时间关系:
②位移时间关系:
③速度位移关系:
【技巧点拨】以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
二、匀变速运动的推论
1.匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即
【技巧点拨】不相邻相等的时间间隔T内的位移差xm-xn=(m-n)aT2.
2.匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:
三、初速速为零的匀加速直线运动规律
1.在1s末、2s末、3s末、4s末……n s末的速度比为1:2:3……:n
2.在1s内、2s内、3s内、4s内……n s内的位移比为12:22:32……:n2
3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第n s内的位移比为1:3:5……:(2n-1)
4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为
5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为
【技巧点拨】匀减速直线运动到停止可等效为反方向初速度为零的匀加速直线运动。
四、求解运动学的基本思路
画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程并讨论
【技巧点拨】
1.正方向的选取:一般取初速度v0的方向为正方向,若v0=0则一般取加速度a的方向为正方向。
2.如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
3.对于刹车类问题:
①题目中所给的加速度往往以大小表示,解题中取运动方向为正方向时,加速度应为负值。
②求解此类问题应先判断车停下所用的时间,判断题中所给时间是否超出停止时间,再选择合适的公式求解.
③如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运动
五、解决匀变速直线运动的六种思想方法
1.基本公式法:描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式()求出其他物理量。
2.平均速度法:适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题
3.比例法:对于初速速为零的匀加速直线运动,可利用其规律比例解题
4.逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动,并结合比例法求解
5.推论法:利用匀变速直线运动的推论或,解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题(如纸带类问题求加速度)
6.图像法:利用v-t图像解决问题
六、解题规范
1.必要的文字说明:指明研究对象、研究过程 、所用规律定理,新出现的字母代表的含义。
2.必要的方程:必须是原型公式(不变性);不用连等式,每条式子分布列,末尾加上编号①②③……;方程中出现的字母符号需与题干中保持一致。
3.合理的运算:方程列完后联立方程导入数据得,不用写出具体得运算过程;结果为数字时带单位;结果中由字母,则无需单位,同时通常π、g等常量未指明也不要导入;多个解需要讨论说明或取舍。
七、求解多过程问题的基本思路
如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带,即前过程的末速度是后过程的初速度.
画各个阶段分析图明确各阶段运动性质找出已知量、待解量、中间量
各阶段选公式列方程找出各阶段关联量列方程
八、直线运动的图像
1.位移图像(x-t图像):
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
2.速度图像(v-t图像):
①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
【技巧点拨】t轴上方的“面积”表示位移沿正方向,t轴下方的“面积”表示位移沿负方向,如果上方与下方的“面积”大小相等,说明物体恰好回到出发点.
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
【技巧点拨】斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率为正表示加速度沿规定的正方向,但物体不一定做加速运动;斜率为负,则加速度沿负方向,物体不一定做减速运动.
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
九、图像问题的解题思路
一看
坐标轴
①确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位
②注意纵、横坐标是否从零刻度开始
二看
截距、
斜率、面积
图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况
斜率通常能够体现某个物理量(如v-t图像的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况
最常见的是v-t图像中面积表示位移大小,要注意时间轴下方的面积表示位移为负,说明这段位移方向与正方向相反
三看
交点、
转折点、
渐近线
交点往往是解决问题的切入点,注意交点表示物理量相等,不一定代表物体相遇
转折点表示物理量发生突变,满足不同的函数关系式,如v-t图像中速度由增变减,表明加速度突然反向
利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势
【技巧点拨】
①无论x-t图像、v-t图像是直线还是曲线,所描述的运动都是直线运动,图像的形状反映了x与t、v与t的函数关系,而不是物体运动的轨迹.
②x-t图像中两图线的交点表示两物体相遇,v-t图像中两图线的交点表示该时刻两物体的速度相等,并非相遇.
十、非常规图像题的解法
1.基本思路:对于非常规图像(非x-t、v-t图),基本思路是结合图像横纵坐标,由运动学公式,推导出横纵坐标之间的函数关系表达式,进而结合函数表达式分析斜率、截距及面积的含义.
2.典型问题
①a-t图像:由Δv=aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量.
②a-x图像:由v2-v02=2ax可得ax=,可知图像中图线与横轴所围面积表示速度平方变化量的一半.
③-t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k为a.
④-图像:由x=v0t+at2可得=v0·+a,纵截距表示加速度一半,斜率表示初速度v0.
⑤v2-x图像:由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,截距b为v02,图像斜率k为2a.
⑥-x图像:由t=可知图像中图线与横轴所围面积表示运动时间t.
命题点03 匀变速直线运动的实例
一、自由落体
1.条件:初速度为零,只受重力作用.
2.性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,.
3.公式:
①速度时间关系: ②位移时间关系: ③速度位移关系:
二、竖直上抛运动
1.条件:只受重力作用下,以一定初速度上抛.
2.性质:取向上为正方向,是一种匀变速直线运动, .
3.公式:
①速度时间关系:
②位移时间关系:
③速度位移关系:
【技巧点拨 】竖直上抛运动的两个特点
对称性
①速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向
②时间对称:上升和下降过程经过同一段高度所用的时间相等
多解性
当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,形成多解,在解决问题时要注意这个特性
三、竖直上抛运动的两种研究方法
1.分段法:将全程分为两个阶段求解,上升过程为a=-g匀减速直线运动,下落过程为自由落体.
2.全程法:将全过程视为初速度为v0、加速度a=-g的匀变速直线运动.
【技巧点拨 】用此方法解题,必须注意物理量的矢量性,习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方.
四、追及问题
1.基本物理模型:以甲车追乙车为例.
①无论v甲增大、减小或不变,只要v甲<v乙,甲、乙的距离不断增大.
②若v甲=v乙,甲、乙的距离保持不变,此时甲、乙之间的距离具有最大值或最小值.
③无论v甲增大、减小或不变,只要v甲>v乙,甲、乙的距离不断减小.
2.基本思路:分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置
3.解题关键:画出运动过程草图,列出两物体的位移关系(隐含时间等量关系)。
4.临界问题关键:速度相等.它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点
5.常用方法:
①物理方法:通过画出两物体运动过程草图,利用“时间等量关系”与“位移+距离等量关系”分析。
初始距离为x0,若两物体速度相等时,x甲≥x乙+x0,则能追上,临界条件为等于,表示恰好追上。若x甲<x乙+x0,则追不上,
②数学方法:根据“时间等量关系”设时间t,由位移关系x甲=x乙+x0,,由运动学公式列出位移与时间t的二次函数关系,利用二次函数的求根公式判别是否能追上。
Ⅰ、若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次(追上后被反超);
Ⅱ、若Δ=0,一个解,说明刚好追上或相遇;
Ⅲ、若Δ<0,无解,说明追不上或不能相遇.
当t=-时,函数有极值,代表两者距离的最大或最小值.
③图像法:在同一坐标系中画出两物体的运动图像.位移-时间图像的交点表示相遇,分析速度-时间图像时,应抓住速度相等时的“面积”关系找位移关系
6.常见追及情景
①速度小者追速度大者:当二者速度相等时,二者距离最大.
②速度大者追速度小者(避免碰撞类问题):二者速度相等是判断是否追上的临界条件,若此时追不上,二者之间的距离有最小值.
【技巧点拨】若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经停止运动.
【真题实战】
【运动的描述】(1T-15T)
1.(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
2.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约,起点到终点的直线距离约。此过程( )
A.该车的路程约为
B.该车的位移大小约为7500 km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
3.(2026·四川·高考真题)小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A.乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直
B.乙观测到小球的加速度为零
C.甲抛球方向与小车前进方向相同
D.小球相对地面的初速度不为零
4.(2026·河北·高考真题)某同学健身时,哑铃被举高后再回到原位置,如图所示。如此重复10次,哑铃的位移大小为( )
A.0 B. C. D.
5.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A.位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
6.(2026·云南·高考真题)云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升,用时,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为( )
A.,超重 B.,超重 C.,失重 D.,失重
7.(2026·浙江·高考真题)下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
8.(2025·浙江·高考真题)2025年4月30日,“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.随着返回舱不断靠近地面,地球对其引力逐渐减小
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
9.(2025·四川·高考真题)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到,返回舱从高度3090m下降到高度2010m,用时约130s。这段时间内,返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为( )
A.8.3m/s B.15.5m/s C.23.8m/s D.39.2m/s
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A.该过程位移为0 B.该过程路程为0
C.两次过a点时速度方向相同 D.两次过a点时摩擦力方向相同
11.(2025·浙江·高考真题)我国水下敷缆机器人如图所示,具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( )
A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态
C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作
12.(2024·浙江·高考真题)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
13.(2024·江西·高考真题)一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x = 1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6m B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5m D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
14.(2024·吉林·高考真题)2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A.质量 B.速率 C.动量 D.动能
15.(2024·浙江·高考真题)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员的入水动作 B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度 D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
【匀变速直线运动的规律】(16T-40T)
16.(2026·广东·高考真题)足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时5 s,位移大小为20 m,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
17.(2026·四川·高考真题)小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A.乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直 B.乙观测到小球的加速度为零
C.甲抛球方向与小车前进方向相同 D.小球相对地面的初速度不为零
18.(2026·贵州·高考真题)某同学乘坐列车时,在自己的座位上利用车厢内信息屏和手机秒表估算隧道长度。该同学进隧道时速度为,出隧道时速度为,总用时。若列车在隧道中做匀减速直线运动,则该隧道长为( )
A. B. C. D.
19.(2026·河南·高考真题)(多选)智能飞行器飞行表演中,两飞行器M、N位于同一高度,沿同一直线同向匀速飞行。依据表演要求,M保持飞行速度不变,N先匀加速后匀减速调整与M的间距,20 s以内完成调整。从开始调整时计时,N传回的数据如表所示,则调整过程中( )
时间
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
间距
281
294
297
290
273
248
227
212
203
200
200
A.10 s末N的速度达到最大值
B.7 s末N与M的间距为281.5 m
C.N加速阶段的加速度大小为
D.N与M的相对速度的最大值为
20.(2026·四川·高考真题)某款国产民用无人机已实现全自动作业。如图所示,无人机完成某次任务后开始返航,此时所在位置与降落点的水平距离为120 m,竖直距离为90 m。无人机先以10 m/s的速度沿水平直线飞行至与降落点水平距离50 m处,然后沿原运动方向做匀减速直线运动至降落点正上方,随后用时33 s竖直下降至降落点,返航结束。求:
(1)无人机沿水平方向做匀减速直线运动的加速度大小。
(2)无人机从开始返航到返航结束的位移大小和平均速度大小。
21.(2025·全国卷·高考真题)我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A.0.1m/s2 B.0.5m/s2 C.1.0m/s2 D.1.5m/s2
22.(2025·重庆·高考真题)“魔幻”重庆的立体交通层叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点,则( )
A.汽车到O点时,列车行驶距离为s B.汽车到O点时,列车行驶距离为
C.汽车在OP段向心加速度大小为 D.汽车在OP段向心加速度大小为
23.(2025·安徽·高考真题)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
24.(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
25.(2025·广西·高考真题)某乘客乘坐的动车进站时,动车速度从36km/h减小为0,此过程可视为匀减速直线运动,期间该乘客的脉搏跳动了70次。已知他的脉搏跳动每分钟约为60次,则此过程动车行驶距离约为( )
A. B. C. D.
26.(2025·福建·高考真题)在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动, 段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在
(1)段的平均速度大小;
(2)段的加速度大小;
(3)段的位移大小。
27.(2024·海南·高考真题)商场自动感应门如图所示,人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移,经4s恰好完全打开,两扇门移动距离均为2m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为( )
A. B. C. D.
28.(2024·北京·高考真题)一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,汽车的制动距离为( )
A.5m B.10m
C.20m D.30m
29.(2024·广西·高考真题)让质量为的石块从足够高处自由下落,在下落的第末速度大小为,再将和质量为的石块绑为一个整体,使从原高度自由下落,在下落的第末速度大小为,g取,则( )
A. B.
C. D.
30.(2024·山东·高考真题)如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A. B.
C. D.
31.(2024·广西·高考真题)如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时。求该同学
(1)滑行的加速度大小;
(2)最远能经过几号锥筒。
32.(2024·全国甲卷·高考真题)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
33.(2023·山东·高考真题)如图所示,电动公交车做匀减速直线运动进站,连续经过R、S、T三点,已知ST间的距离是RS的两倍,RS段的平均速度是10m/s,ST段的平均速度是5m/s,则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A.3m/s B.2m/s C.1m/s D.0.5m/s
34.(2023·上海·高考真题)炮管发射数百次炮弹后报废,炮弹飞出速度为1000m/s,则炮管报废前炮弹在炮管中运动的总时长约为( )
A.5秒 B.5分钟 C.5小时 D.5天
35.(2022·湖北·高考真题)我国高铁技术全球领先,乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km,W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发,经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h,高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中,加速度大小均为0.5 m/s2,其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动,两种列车在每个车站停车时间相同,则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为( )
A.6小时25分钟 B.6小时30分钟
C.6小时35分钟 D.6小时40分钟
36.(2022·全国甲卷·高考真题)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为v0,要通过前方一长为L的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过v(v < v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a,则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
37.(2021·湖北·高考真题)2019年,我国运动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为( )
A.0.2 s B.0.4s C.1.0 s D.1.4s
38.(2021·河北·高考真题)铯原子钟是精确的计时仪器,图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面所用时间为;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为,O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为,重力加速度取,则为( )
A.100∶1 B.1∶100 C.1∶200 D.200∶1
39.(2019·海南·高考真题)汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶.前方突遇险情,司机紧急刹车,汽车做匀减速运动,加速度大小为8m/s2.从开始刹车到汽车停止,汽车运动的距离为( )
A.10m B.20m C.25m D.50m
40.(2019·全国I卷·高考真题)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1,第四个所用的时间为t2。不计空气阻力,则满足( )
A. B. C. D.
【运动图像】(41T-55T)
41.(2026·山东·高考真题)如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标为树木序号,纵坐标为对应树木出现的时刻,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.内做加速运动 B.内做减速运动
C.内的路程小于内的路程 D.内的路程大于内的路程
42.(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
43.(2025·贵州·高考真题)为测试人形机器人的稳定性和灵活性,让人形机器人按指令在一条直线上“跑步”,如图(a)所示。人形机器人在一段时间内的位置—时间图像如图(b)所示,设该机器人在内的位移为、速度为内的位移为、速度为,则( )
A. B.
C. D.
44.(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动 B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同 D.汽车在和时间内的速度方向相反
45.(2024·重庆·高考真题)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是( )
A.B.C. D.
46.(2024·甘肃·高考真题)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示,此两站间的距离约为( )
A.980m B.1230m C.1430m D.1880m
47.(2024·河北·高考真题)篮球比赛前,常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程,并得出了篮球运动的图像,如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
48.(2024·新疆河南·高考真题)一质点做直线运动,下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
A.B.C. D.
49.(2024·福建·高考真题)某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试,某次测试的速度一时间图像如图所示。已知和内图线为直线,内图线为曲线,则该车( )
A.在的平均速度为 B.在做匀减速直线运动
C.在内的位移比在内的大 D.在的加速度大小比的小
50.(2023·广东·高考真题)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
51.(2023·江苏·高考真题)电梯上升过程中,某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系,如图所示。电梯加速上升的时段是( )
A.从20.0s到30.0s B.从30.0s到40.0s
C.从40.0s到50.0s D.从50.0s到60.0s
52.(2023·全国甲卷·高考真题)一小车沿直线运动,从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻,此后做匀减速运动,到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
53.(2022·上海·高考真题)两质点由静止开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度分别为vI和vII,加速度分别为aI和aII。则( )
A.vI>vII,aI>aII B.vI>vII,aI<aII
C.vI<vII,aI>aII D.vI<vII,aI<aII
54.(2022·河北·高考真题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.时间内,训练后运动员的平均速度小
D.时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
55.(2021·辽宁·高考真题)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A.B.C.D.
为则易 第 行则至
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